對于NB-IoT下行物理信道，使用的調制解調方式是正交相位位移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)。在信道編碼方面，為了減少NB-IoT用戶設備譯碼的負責度，下行的數據傳輸使用合適小數據包傳輸的較為卷積碼(Tail Biting Convolutional Coding，TBCC)，這種信道編碼可進一步簡化系統架構極其復雜度，提高系統應對物聯網需求的能力。
對于NB-IoT上行物理信道，在Multi-tone模式中，上行采用QPSK調制解調方式;在Single-tone模式中，上行采用π/2雙向移相鍵控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)或π/4 QPSK，此為考慮降低峰值功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的需求。在信道編碼方面，上行的數據傳輸使用Turbo碼。
